(57)【要約】【課題】圧電振動子に形成される外部接続用電極の形成寸法精度公差が比較的大きいため、圧電振動子の小型化が進むにつれ、圧電振動子内に搭載する圧電振動板に形成される外部接続用電極と、圧電振動子を構成する容器体に形成される電極パッドとの間に形成位置ズレが生じる場合がある。【解決手段】電極パッドと外部接続用電極の間に、電極パッド及び外部接続用電極に対向する両主面上に両主面間で電気的に接続している導通用電極が形成された平板状の絶縁基板が配置されており、この導通用電極を介して電極パッドと外部接続用電極が電気的に接続且つ固着されている圧電振動子。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材料により形成された容器体内の上方に開口した凹部空間内に、圧電振動板を、該凹部空間底面に形成された２個の電極パッドと、該電極パッドに対応する該圧電振動板に形成された外部接続用電極とを電気的に接続する形態で収納固着した圧電振動子において、
該電極パッドと該外部接続用電極の間に、該電極パッド及び外部接続用電極に対向する両主面上に両主面間で電気的に接続する導通用電極が形成された平板状の絶縁基板が配置されており、該導通用電極を介して該電極パッドと該外部接続用電極が電気的に接続且つ固着されていることを特徴とする圧電振動子。  
【請求項２】
該絶縁基板の材質が、圧電振動板を形成する材料と同じ材質であることを特徴とする請求項１記載の圧電振動子。
【請求項３】
該電極パッドと該導通用電極との間、及び該導通用電極と該外部接続用電極との間の電気的接続及び固着にバンプを用いたことを特徴とする請求項１記載の圧電振動子。
【請求項４】
該圧電振動板に形成されている外部接続用電極の外形状が概略正方形であり、該外部接続用電極の一辺の寸法が０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の圧電振動子。
【請求項５】
該圧電振動子に形成されている外部接続用電極において、隣り合って形成されている外部接続用電極間の間隔が０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の圧電振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子における圧電振動板の搭載形態に関し、特に小型化に対応した圧電振動子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、移動体通信機器等の機器類の著しい小型化に伴い、これら機器に用いられる圧電振動子等の電子部品についても更なる小型化が求められている。現在では、２．５ｍｍ×２．０ｍｍの外形サイズの圧電振動子が主流になっており、それ以下のサイズの圧電振動子も開発されている。電子部品の一つである圧電振動子に使用される圧電振動板は、圧電素板の表裏主面上に、圧電素板を励振させる励振電極と、圧電振動板を収納する絶縁性容器に形成される電極パッドとの接続をとるための接続用電極と、励振電極と接続用電極とを導通接続する引き出し電極とを形成して構成されている。圧電振動板形状として小型化に有利な短冊形状が主流となってきた。更に小型化に対応するために、最近では金などの導電性金属を使用したバンプを導通固着手段として用いるようになってきた。
【０００３】
図４は、従来技術の一例として、各種電極を形成した圧電振動板を絶縁性容器体に収納しバンプにより導通固着した状態を示した圧電振動子の幅方向の断面図である。即ち、矩形状の圧電振動板４１を構成する圧電素板４２の表裏主面上には、対向する励振用電極４３と、励振用電極４３から圧電素板４２の一方の短辺へ延設した引き出し電極（図示しない）と、引き出し電極と電気的に接続し且つ容器体４６側の電極パッド４７との導通を取るための外部接続用電極４５とが形成されている。
【０００４】
このように構成された圧電振動板４１を、容器体４６の凹部空間内に配置する。その際に、圧電振動板４１側の外部接続用電極４５と容器体４６側の電極パッド４７との間を、金等の金属材料によるバンプ４８により導通接続を行っている。又、このバンプ４８は圧電振動板４１を容器４６内部で姿勢保持も行っている。
【０００５】
圧電振動板４１を内部空間に搭載した容器体４６の開口部に、金属製の蓋（図示せず）を配置し、容器４６内の凹部空間を気密封止することで、圧電振動子が形成される。
【０００６】
前述のような圧電振動子については、以下のような文献が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２９５０６４号公報
【０００８】
尚、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したような圧電振動子において、通常、容器体に形成する電極パッドの形成寸法精度公差は、圧電振動子に形成される外部接続用電極の形成寸法精度公差に比較して大きいため、圧電振動子の小型化が進むにつれ、圧電振動子内に搭載する圧電振動板に形成される外部接続用電極と、圧電振動子を構成する容器体に形成される電極パッドとの間に形成位置ズレが生じる場合があり、外部接続用電極及び電極パッドの形成面積でのズレ分の補正も、小型化による外部接続用電極及び電極パッドの形成面積の縮小のため難しく、最悪の場合は、外部接続用電極と電極パッドとの間が不導通且つ固着不能となる可能性がある。
【００１０】
又、容器体の電極パッドはメッキ形成であるため、電極パッドの外部接続用電極接続側主面辺縁部が曲率を有した形状で形成されるが、電極パッドの形成面積が小型化により縮小するため、曲率が形成される領域が、外部接続用電極接続側主面の中央部分まで及んでしまう。そのため、このような電極パッド上に導通固着に使用するバンプを、圧電振動板の外部接続用電極の表面に対し正対した形態で形成することが難しく、圧電振動板を所望の形態で且つ安定的に電極パッド上に固着することが困難となる恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は前述した問題点を解決するために成されたものであり、絶縁材料により形成された容器体内の上方に開口した凹部空間内に、圧電振動板を、この凹部空間底面に形成された２個の電極パッドと、この電極パッドに対応する圧電振動板に形成された外部接続用電極とを電気的に接続する形態で収納固着した圧電振動子において、
電極パッドと外部接続用電極の間に、電極パッド及び外部接続用電極に対向する両主面上に両主面間で電気的に接続している導通用電極が形成された平板状の絶縁基板が配置されており、この導通用電極を介して電極パッドと外部接続用電極が電気的に接続且つ固着されていることを特徴とする圧電振動子である。  
【００１２】
又、上記絶縁基板の材質が、圧電振動板を形成する材料と同じ材質であることを特徴とする前段落記載の圧電振動子でもある。
【００１３】
更に、電極パッドと導通用電極との間、及び導通用電極と外部接続用電極との間の電気的接続及び固着にバンプを用いたことを特徴とする上記段落記載の圧電振動子でもある。
【００１４】
更に又、圧電振動板に形成されている外部接続用電極の外形状が概略正方形であり、この外部接続用電極の一辺の寸法が０．３ｍｍ以下であることを特徴とする上記段落記載の圧電振動子でもある。
【００１５】
又、圧電振動子に形成されている外部接続用電極において、隣り合って形成されている外部接続用電極間の間隔が０．３ｍｍ以下であることを特徴とする上記段落記載の圧電振動子でもある。
【発明の効果】
【００１６】
従って、本発明の圧電振動子により、小型化が進み、形成面積及び形成間隔が著しく縮小した電極パッドを形成した容器体を用いた圧電振動子でも、電極パッドの形成寸法精度公差の大小に関係なく、圧電振動板を確実に容器体に搭載可能となる。又、圧電振動板を絶縁基板に形成された平坦な導通用電極上に形成されたバンプ上に配置し固着しているため、圧電振動板を安定的な形態で電極パッド上に固着することができ、固着強度も高く且つ均一にできる。
【００１７】
更に、絶縁基板の材質が、その上部に搭載する圧電振動板を形成する材料と同じ材質であることにより、熱膨張率の違いによる加熱時の熱ストレスの発生が抑制でき、圧電振動子の諸特性の悪化を防止できる。
【００１８】
このことにより、小型化の進行に対応しつつ特性の悪化がない圧電振動子を提供する効果を奏する。尚、この効果は、圧電振動板に形成されている外部接続用電極の外形状が概略正方形であり、この外部接続用電極の一辺の寸法が０．３ｍｍ以下であるとき、或いは圧電振動子に形成されている外部接続用電極において、隣り合って形成されている外部接続用電極間の間隔が０．３ｍｍ以下であるときに顕著となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明における圧電振動子の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明における圧電振動子を、圧電振動子の一形態である水晶振動子で例示した概略平面図である。図２は、図１記載の仮想切断線Ａ１−Ａ２で切断した場合の概略断面図である。図３は、図１に図示した水晶振動子における水晶振動板搭載前の形態を示した概略平面図である。尚、各図では、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示せず、また寸法も一部誇張して図示している。特に各部分の厚み方向の寸法は誇張して図示している。
【実施例】
【００２０】
即ち、図１，図２及び図３において、短冊薄型状の外形形状の水晶素板１１の表裏主面上は、水晶素板１１のほぼ中央に略長方形の励振用電極１２が表裏主面で対向するように蒸着法により形成されており、この励振用電極１２から支障素板１１の一方の短辺方向へ延設した引き出し電極１３と、引き出し電極１３と電気的に接続し、且つ容器体１５に形成された電極パッド１６との導通を取るための外部接続用電極１４とが形成されている。尚、外部接続用電極１４の外形形状は概略正方形である。
【００２１】
このような形状の圧電振動板１０を搭載する容器体１５は、表面に導体パターンやビアホールを形成したセラミックス層を積層して形成されており、容器体１５には上方に開口した圧電振動子が挿入可能な凹部空間１７が形成されている。この凹部空間１７の底面には凹部空間１７の一方の短辺近傍に、この短辺と平行する形態で２個の電極パッド１６が形成されている。この電極パッド１６はメッキで形成されている。
【００２２】
この電極パッド１６の上には第１のバンプ１９が形成されており、その第１のバンプ１９の上には、両主面間で電気的に接続している導通用電極２０が形成された矩形平板状の絶縁基板２１が、第１のバンプに絶縁基板２１の一方の主面側の導通用電極２０が接触するように配置され、第１のバンプ１９により、絶縁基板２１の一方の主面に形成された導通用電極２０と電極パッド１６とが電気的に接続されている。又、絶縁基板２１本体も第１のバンプ１９によって電極パッド１６に固着されている。尚、絶縁基板２１の本体素材は水晶である。
【００２３】
電極パッド１６の上に配置した絶縁基板２１の他方の主面に形成された導通用電極２０の上には第２のバンプ２２が形成されており、その第２のバンプ２２の上には、各種電極を形成した水晶振動板１０が、第２のバンプ２２に水晶振動板１０に形成されている外部接続用電極１４が選書するように配置され、第２のバンプ２２により、絶縁基板２１の他方の主面に形成された導電用電極２０と外部接続用電極１４とが電気的に接続されている。又、水晶振動板１０本体も第２のバンプ２２によって絶縁基板２１に固着されている。
【００２４】
水晶振動板１０を内部空間１７に搭載した容器体１５の開口部に、金属製の蓋（図示せず）を配置し、容器体１５の内部空間１７を気密封止することで、水晶振動子が形成される。
【００２５】
このような形態の水晶振動子を形成することにより、小型化が進み、形成面積及び形成間隔が著しく縮小した電極パッド１６を形成した容器体１５を用いた圧電振動子でも、電極パッド１６の形成寸法精度大きな公差を、形成寸法精度公差が比較的小さい絶縁基板２１を電極パッド１６と外部接続用電極１４との間に配置することで緩和する。このことにより、水晶振動板１０を精度良く且つ確実に容器体内の凹部空間１７内に搭載可能となる。又、圧電振動板１０を絶縁基板１７に形成された平坦な導通用電極２０上に形成された第２のバンプ２２上に配置し固着しているため、圧電振動板１０をバランス良く安定的な形態で固着することができ、固着強度も高く且つ均一にできる。
【００２６】
又、絶縁基板２１の材質が、その上部に搭載する水晶振動板１０と同じ材質である水晶であることにより、熱膨張率の違いによるエージング等の加熱時の熱ストレスの発生が抑制でき、因って、水晶振動板１０へ必要以上のストレスが加わることをなくなり、水晶振動板１０の振動特性が安定化する。
【００２７】
尚、本発明は圧電振動板１０に形成する外部接続用電極１４の形成寸法や各外部接続用電極１４間の形成間隔により、その効果の現れ方に違いがある。本発明の効果は、圧電振動子の小型化が進むにつれ外部接続用電極１４の形成寸法や各外部接続用電極１４間の形成間隔が極めて縮小した場合で、特に外部接続用電極１４が概略正方形の場合では外形寸法の異辺の長さが０．３ｍｍ以下の場合、或いは外部接続用電極１４間の形成間隔が０．３ｍｍ以下の場合に顕著となる。
【００２８】
尚、上記実施例では、電極パッド１６と絶縁基板２１に形成した導通用電極との電気的接続、及び電極パッド１６と絶縁基板２１との固着に、バンプ（第１のバンプ１９）を用いた場合を開示したが、他の形態として、導電性接着剤を使用して電極パッド１６と絶縁基板２１に形成した導通用電極との電気的接続、及び電極パッド１６と絶縁基板２１との固着を行っても良い。更に、電極パッド１６と絶縁基板２１に形成した導通用電極との電気的接続機能と、電極パッド１６と絶縁基板２１との固着機能を、別の部材で賄っても良く、例えば、電気的接続にボンディングワイヤを用い、固着には絶縁性接着剤やバンプを用いる。
【００２９】
又、上記実施例では、圧電振動板及び絶縁基板の材質として水晶を用いた場合を開示したが、本発明は実施例開示の材質に限定されるものではなく、他にタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム又は圧電セラミックスなどを使用しても良い。更に、絶縁基板の材質も圧電振動板の材質の諸特性と近似する特性を有するのであれば、同一の材質に限定するものでもない。
【００３０】
更に、上記実施例では矩形状の水晶振動板を開示して説明したが、圧電振動板の外観形状は実施例開示の形状に限定されるものでなく、例えば音叉型の圧電振動板を使用した場合においても、本発明は有効に実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明における圧電振動子を、圧電振動子の一形態である水晶振動子で例示した概略平面図である。
【図２】図２は、図１記載の仮想切断線Ａ１−Ａ２で切断した場合の概略断面図である。
【図３】図３は、図１に図示した水晶振動子における水晶振動板搭載前の形態を示した概略平面図である。
【図４】図４は、従来の水晶振動子の一形態を示す幅方向の断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０・・・水晶振動板（圧電振動板）
１１・・・水晶素板
１２・・・励振用電極
１３・・・引出電極
１４・・・外部接続用電極
１５・・・容器体
１６・・・電極パッド
１７・・・凹部空間
１９・・・第１のバンプ
２０・・・導電用電極
２１・・・絶縁基板
２２・・・第２のバンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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